1 实验目的（摘要）：德国TQS盒式石英加热器由中空石英管、电阻丝、金属外壳组成，而陶瓷红外线辐射器主要结构是陶瓷体，内部埋有电阻丝，两者同为发热原件，但是在结构上存在很大差异。
体现在性能上，显而易见的是，TQS盒式石英加热器具有更快的响应速度，可快速升温、降温。
除此之外，在能耗上两者是否存在差别，我们通过实验说明。
为此，我们制作支架用于固定需要比对测试的加热器，并通过检测材料的表面温度分布、最高温度等，间接比对两款加热器的性能差异。
实验过程会使用红外线测温枪、红外线热成像仪等测量设备，并会使用专业软件对测试结果进行分析。
2 实验思路与原理：进行比对测试时，确保测试目标有相同的、稳定的输入功率是前提条件，因此本实验会使用调压器对加热器的输入功率进行调节，确保加热器在统一的输入功率下运行。
电气线路图如图2-1所示。
图2-1. 线路原理图本实验使用的受热材料（A3办公用纸）长宽远大于厚度，模型为“无限大平壁”，因此，辐射加热过程中，可以认为温度沿材料高度与宽度两个方向的变化率很小，而只沿厚度方向发生变化，即可近似看作一维导热问题。
因此在红外辐射加热过程中，通过测量材料背部的温度分布，可直接反映材料正面的温度分布情况，进而间接说明加热器对材料的辐射效率和均匀性问题。
3 实验仪器3.1 实验装置实验装置及测量仪器如图4-1所示。
图中加热器已固定在支架上，其中左边为国产陶瓷红外线加热器，右边为TQS盒式石英加热器。
图3-1. 实验装置示意图3.2 实验物料及仪器表3-1. 实验物料测试对象TQS盒式石英加热器FS 750 230V1国产陶瓷加热器实心弧形加热器 650W 220V/230V1控制系统控制电箱计时器1可控硅电压调整器（ZKG-64）2实验支架不锈钢金属支架不锈钢金属支架1测量工具福禄克万用表FLUKE 2891热成像仪TestBoy TV295-38414 实验步骤1）调试：分别调节可控硅电压调整器，确保两个加热器具有同样的输入功率，为500W；校准数显仪表、温控器，确保测量准确。
2）将待测材料放置在距离加热器10cm位置，并确保加热器表面与材料表面平行，计时并开始通电加热，从加热60s开始，每隔30秒，使用热成像仪拍摄材料背部温度。
7）拿开受热材料，使加热对着空气加热10分钟，使加热器恒温。
8）将待测材料放置在距离加热器10cm位置，加热1分钟后使用热成像仪拍摄材料背部温度。
9）减少加热距离，将材料放置在距离加热器4cm的位置，使用热成像仪拍摄材料背部温度。
10）调节加热器的输入功率，使受热材料表面温度均匀，分别记录两个加热器的输入功率。
11）实验完毕，断开电源，收拾现场。
5 实验现象及数据通电后加热器升温阶段，TQS盒式石英加热器迅速升温，反映到受热材料上，可见材料具有更高的加热温度。
图5-1.升温阶段受热材料表面温度情况（右侧区域为TQS加热器）图5-1.升温阶段受热材料表面温度情况（右侧区域为TQS加热器）实际生产过程中，加热器处于恒温状态时，才会投入生产物料。
因此，我们使加热器恒温10分钟后，再将受热材料放置到加热器正面，使用热成像仪拍摄到材料的背部温度如图5-2。
图5-2.材料距离加热器表面100mm，材料热成像图（右侧区域为TQS加热器）由图可知，TQS盒式石英加热器正对的材料区域，温度更高，最高温度达168.5℃，平均温度为155.2℃。
这两个温度数值，均比国产陶瓷加热器的更高，说明TQS加热器具有更高的辐射加热效率。
由于两个加热器距离较近，可能存在相互干扰的问题。
因此我们减少材料到加热器表面的距离，使材料更集中受热，得到的结果如下图。
图5-3.材料距离加热器表面40mm，材料热成像图（右侧区域为TQS加热器）显而易见，当减少加热距离，加热热量更集中，与之相应的，正对TQS加热器区域的材料，温度更高。
加热后，TQS盒式石英加热器加热的区域，可见材料有明显的烧焦痕迹。
图5-4.材料加热情况通过可控硅电压调整器，调节加热器的输入功率；通过热成像仪器观测，使受热材料温度均匀。
当材料正对加热器中心位置，温度约为160℃时，TQS石英盒式加热器的输入功率为：2.6A×180.50V=469.3W，国产陶瓷加热器的输入功率为：2.6A×203.2V=528.32W，差59.02W。
图5-5.调节加热器温度使材料温度均匀6 实验结论通过上述实验测试，我们得出以下结论：1） 在同等功率输入的条件下，德国TQS盒式石英加热器的升温速率更高；2） 在同等功率输入的条件下，当加热器恒温时，对A3办公用纸的加热过程中，TQS盒式石英加热器具有更高的加热效率，材料的表面温度更高，与国产陶瓷红外线加热器相比，平均温度的温差约为6℃；3） 减少材料到加热器表面的距离，在输入功率不变的条件下，材料受热温度更高；4） 在受热材料距离加热器距离10cm的条件下，当加热到材料表面中心区域温度为160℃时，TQS盒式石英加热器的加热功率为469.3W，国产陶瓷加热器的加热功率为528.32W，可见在相同加热条件下，TQS盒式石英加热器比国产陶瓷加热器更节能，节能11.17%。
说明：以上实验测试的相关数据信息为永固电热实验室测试结果，仅供参考，不作为法律的解释和保证。